Обзор важнейших реакций карбоновых кислот

 

Химические свойства карбоновых кислот определяются функциональной карбоксильной группой и строением углеводородного радикала. Карбоксильная группа представляет собой сочетание карбонильной и гидроксильной групп (отсюда и ее название). Однако, эти две группы настолько сильно влияют друг на друга, что их химические свойства лишь в незначительной степени сходны со свойствами спиртов и карбонильных соединений:

 

Карбонильная группа оттягивает на себя электроны и облегчает ионизацию связи О – Н, поэтому в кислотах эта связь диссоциирует легче, чем в спиртах. Смещение электронов от гидроксильной группы к карбонильной понижает частичный положительный заряд на атоме углерода, что затрудняет атаку его нуклеофилом. Вследствие этого многие нуклеофилы, легко реагирующие с карбонильными соединениями, не взаимодействуют с кислотами.

Кроме того , заряд в ионе RCOO^- делокализован, поэтому карбоксилат-анион менее основен, чем алкоголят-анион RO^-, а карбоновые кислоты более сильные кислоты, чем спирты. Строение иона RCOO^- может быть изображено следующим образом:

 

В карбоксилат-анионе отрицательный заряд распределяется поровну между двумя атомами кислорода. Делокализация заряда делает карбоксилат-ион более стабильным,чем алкоксид-ион RO^-.Карбоновые кислоты более слабые, чем минеральные ( серная и соляная), но сильнее угольной, поэтому вытесняют СО₂ из ее солей. Эта реакция используется для того, чтобы отличить карбоновые кислоты от фенолов.

Карбоновые кислоты наряду с сульфокислотами (RSO₃H) относятся к органическим соединениям с самыми сильными кислотными свойствами. Положительный заряд на карбонильном атоме углерода зависит от строения углеводородного радикала, поэтому в ряду предельных одноосновных кислот самой сильной является муравьиная кислота (К_д = 2,14*10^-4), для уксусной кислоты К_д=1,76*10^-5. Введение в радикал электроотрицательных атомов или групп атомов увеличивает силу кислот. Степень диссоциации CI₃CH₂COOH почти в 50 раз выше, чем уксусной кислоты. Удаленность галогена снижает кислотные свойства. Изменение кислотных свойств карбоновых кислот при замещении в углеродной цепи служит наглядным примером того, как введение дополнительных функциональных групп в молекулу может оказать значительное влияние на первоначальные характеристики соединений. Это явление типично для всей органической химии, поэтому при обсуждении свойств органических соединений, содержащих несколько функциональных групп, нужно принимать во внимание их взаимное влияние друг на друга.